体育馆计算书.doc

一 网架的计算一、屋面板选型查压型钢板夹芯板屋面及墙体建筑构造得：初步选板型为JXB40305960型夹芯板，查表可知有效宽度为960mm，选取板厚为100mm，面板厚为0.5mm。二、檩距的拟定荷载保温层：0.0515=0.075 kN/m2屋面防水取:0.4 kN/m2压型钢板：0.065kN/m2屋面活荷载：0.5kN/m2故 屋面荷载标准值：0.075+0.4+0.065+0.5=1.04 kN/m2 查表可知最大檩距为4.2m，取檩距为3.6m三、檩条的选型 因实腹式檩条的截面高度h为檩条跨度的而檩条的跨度为3.6m，故h取值范围为72103mm。 查钢结构教材附表3-5，选截面高度为126mm的12.6号槽钢。四、檩条的验算 1、布置形式：屋面排水坡度为5% =5%180=2.86（如图1.1所示） 图1.12、荷载记录恒载:0.53.6=1.944 kN/m2 活载：0.53.6=1.8 kN/m2组合设计值：S=1.21.9441.41.8=4.853 kN/m2组合标准值：q=1.944+1.8=2.744 kN/m2 3、强度验算qx=Ssin2.86=4.8530.045=0.242 kN/m2qy=Scos2.86=4.8530.999=4.847 kN/m2 查表得：Wx=62.1cm3 Wymax=23.9cm3 Wymin=10.2cm3点强度验算：满足强度规定。4.整体稳定性的验算满足稳定性规定。5、挠度的验算 查表得：满足挠度规定。五、网格计算1、小立柱计算 1) 内力计算取1/2网格宽度计算，共有13根小立柱。(如图1.2所示) 图1.2 屋面板及防水层自重：0.543.643.2=83.98kN 檩条自重：10.007（3.61343.2）=900.6kg=9.0 kN q=83.989.0=92.98 kN 2）截面选择与验算 初选电焊钢管 A=111mm2 i=0.83cm 有效高度 查钢结构教材附表1.19 b类截面得： 满足规定。2、网架计算： 1）网架自重： 采用钢管网架： 查新编网架计算手册 小立柱自重：（取最高几根立柱所在网格为计算单元） 0.871.07910=9.3910-3 KN 檩条自重： 屋面板自重：0.54 KN/m2 活载：0.5 KN/m2 本网架为正放四棱锥 L2=43.2m 2）网架各杆件内力计算： 所选网架为1212网格，网格边长为a=3.6m,因查表得钢檩条屋面体系跨高比为（1317）0.03L2（L2为短跨向跨度）。 因（1317）0.0343.2=1216 取12，则刚架高度为H=3.6m 网架所受荷载如下： 屋架上部荷载：0.6 kN/m2 网架自重：0.226 kN/m2 悬挂设备：0.1 kN/m2 总计：0.926 kN/m2 活载：0.5KN/m2 荷载组合值： 由上述组合值可得： 上弦杆内力： 下弦杆内力： 其中ns, nx, nf分别为上弦杆、下弦杆、腹杆的内力系数。 如附表：（查新编网架结构计算手册） 3）杆件截面选择： 查附表得：上弦杆内力系数为：12.469 下弦杆内力系数为：12.622 腹杆压内力系数为：-2.026 腹杆拉内力系数为： 2.026 故：上弦杆内力：23.4712.469=292.647 kN 下弦杆内力： 23.4712.622=296.238kN 腹杆受压杆内力：28.75（2.026）=58.248 kN 腹杆受拉杆内力：28.752.026=58.248 kN 初选截面：上弦杆： 电焊钢管下弦杆： 电焊钢管腹杆： 电焊钢管 4）杆件验算 上弦杆： A =18.09cm2 i =5.82 查表知截面为B类截面，查B类截面得： （满足规定） 下弦杆： （满足规定） 腹杆： A =8.32cm2 i =2.85 查表知截面为B类截面，查B类截面得： （满足规定）3、焊接空心球的设计 1）焊接空心球截面的拟定：（布置如下图所示） 上弦杆：（为上弦杆与腹杆夹角，也为下弦杆与腹杆夹角） 焊接空心球外径： 下弦杆：下弦杆与上弦杆钢管截面相同 故：焊接空心球的外径为261.84mm 选用，外径的焊接球。2）截面承载力计算：（受压承载力计算） （截面满足规定） 受拉承载力计算： 所以，本工程选用统一电焊钢球。3、支座节点设计 1）支座板设计与计算 由于焊球的重量，将其放大20 支座反力 网架支座支撑在强度等级为C30的钢筋混凝土圈梁上，=15.0.取锚栓直径d=25mm.锚栓孔径，需要的支座底板总面积为 按构造规定取底板面积 作用在底板单位面积上的压力为 十字节点板将底板分为四块相同的两边支撑板。 因 查表得=0.058 底板上的最大弯矩为 底板厚度为 取底板厚度为20mm2)十字节点板及其连接焊缝的计算 取十字节点板厚度为0.720=14mm 支座底板与节点板的水平焊缝总长度为 取该焊缝的焊脚尺寸，则 二 看台梁板的计算一、 号看台板的设计 1、 构件布置（如图2.1） 图2.1 取1m宽板带为计算单元，由于看台板的长跨比大于2，故该板为单向板，板厚取70mm，级钢，砼C25.2、荷载记录板身自重：2510.07=1.75 kN/m找平层重：2010.02=0.4 kN/m瓷面砖和粘贴层重：19.80.0151=0.297 kN/m吊顶自重：0.5kN/m活载：3.51=3.5 kN/m组合设计值：P=1.2(1.750.40.2970.5) 3.51.4=3.5364.9=8.556 kN/m3、内力计算 计算简图：（如下图） 最大弯矩为 h=70mm h0=7020=50mm b=1000mm fc=11.9N/mm2 fy=210N/mm2 按构造配筋：取，分布筋。二、号看台板的设计 1、构件布置（如图2.2所示） 图2.2取1m宽板带为计算单元。由于看台板的长跨比大于2，故该板为单向板，板厚取70，级钢，砼C25. 2、荷载记录 同号板，P=8.556 3、内力计算 计算简图：（如下图） 最大弯矩为 h=70mm h0=7020=50mm b=1000mm fc=11.9N/mm2 fy=210N/mm2 查钢筋表可得：取，分布筋。三、号次梁的计算 1、构件布置：（如图2.3） 图2.3 取次梁梁高h=450mm，梁宽b=200mm，由于本次梁与板一起现浇取梁截面为倒L型。钢筋用级钢，砼取C25。2、荷载记录 恒载：由板传来：2.9470.75=2.21 kN/m 梁自重：250.20.45=2.25 kN/m 梁面瓷砖：19.80.0150.45=0.134kN/m 找平层：200.020.45=0.18kN/m 活载：3.50.75=2.625kN/m 组合值：P=（2.212.250.1340.18）1.22.6251.4=9.404kN/m3、内力计算：按塑性内力重分布方法计算次梁内力。 计算跨度：中间跨 7.20.4=6.8m 边 跨 7.20.12 本次梁按等跨连续梁计算。 剪力计算时按跨度净跨进行计算。 计算简图：（如下图所示） 次梁内力计算表：号梁弯矩计算截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座弯矩系数(kNm)41.8927.1831.06截面边支座第一内支座(左)第一内支座(右)中间支座剪力系数0.450.60.550.55(kN)38.8227.1835.17号梁剪力计算4、截面承载力计算 支座截面按矩形截面计算。第一内支座截面按两排筋考虑取h0=45060=390mm。其余按单排筋考虑取h0=45035=415mm。次梁跨中截面按倒L型截面计算。 梁宽按0.475m计算次梁正斜截面承载力计算表：号梁正截面承载力计算截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座M(kNm)41.8941.8927.1831.060.0280.0860.044b=0.550.1240.350.028b=0.550.090.350.9780.9380.9860.955221.41277.98选配钢筋2162 14214214实配钢筋面积（mm）402402308308注： 考虑塑性内力重分布规定满足0.35。号梁斜截面承载力计算截 面边 支 座第一内支座(左)第一内支座(右)中间支座V(kN)29.1138.8235.1735.170.251.020041511.9=246925V0.251.020039011.9=232050V232050V246925V0.71.27200415=73787V0.71.27200390=69342V69342V73787V箍筋肢数、直径2 62 6262 6实配箍筋间距s(mm)200200200200四、号次梁的计算1、构件的布置：（如图2.4所示） 图2.4本次梁梁高h=450mm，梁宽b=200mm。由于本次梁与板一起现浇，取梁宽截面为倒L型。钢筋采用级。砼取C25。2、荷载记录 恒载：梁自重：250.450.2=2.25kN/m 由号板传来：2.9470.75=1.105kN/m 由号板传来：2.9472.0=2.947kN/m 找平层：250.020.45=0.225kN/m 瓷砖层：19.80.0150.45=0.134kN/m 活载：3.50.753.52.0=4.813 kN/m 组合值：P=1.1052.9470.2250.1342.251.24.8131.4=13.85 kN/m3、内力计算：按塑性内力重分布方法计算次梁内力。 计算跨度：中间跨：7.20.4=6.8m 边 跨：7.20.12=7.0m 本梁按等跨连续梁计算。 剪力计算时按跨度净跨进行计算。 计算简图：（如下图所示） 次梁内力计算表：号梁弯矩计算截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座弯矩系数(kNm)61.7040.0345.75截面边支座第一内支座(左)第一内支座(右)中间支座剪力系数0.450.60.550.55(kN)57.1751.8051.8号梁剪力计算4、截面承载力计算： 支座截面按矩形截面计算，第一内支座截面按两排筋考虑，取h0=45060=390mm。其余按单排筋考虑取h0=45035=415mm。次梁跨中截面按倒L型截面计算。 取较小值475mm。次梁正斜截面承载力计算表：号梁正截面承载力计算截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座M(kNm)61.7061.7040.0345.750.0410.1260.065b=0.550.1880.350.042b=0.550.1350.350.9670.9060.9790.932328.40419.56选配钢筋316316216218实配钢筋面积（mm）603603402509注： 考虑塑性内力重分布规定满足0.35。号梁斜截面承载力计算截 面边 支 座第一内支座(左)第一内支座(右)中间支座V(kN)42.8857.1751.8051.800.251.020041511.9=246925V0.251.020039011.9=232050V232050V246925V0.71.27200415=73787V0.71.27200390=69342V69342V73787V箍筋肢数、直径26262626实配箍筋间距S(mm)200200200200三排架的计算一、恒载（竖向）计算：1、荷载记录挡风板：0.06257.21.1=11.88 kN屋盖自重：GW=1.81143.243.2(1+20)=405.57 kN天沟自重：GT=1.67.22.5 =28.8kN 则：G1 =(GWGT) =(405.5728.811.88) 1.2=535.5kN M1 =22.31kNm上柱自重：G上=1.2250.50.56.6 =49.5 kN下柱自重：G下=1.2250.50.56.6 =49.5 kN右柱自重：G右=1.2250.30.33.0 =8.1 kN看台自重： =58.23kNm下面墙重： 窗重：21.81.80.4 =2.592kN 总墙重：（7.86.621.81.8）5.24 =235.8kN 总重：1.2（235.82.592）=286.07kN上面墙重： 窗重：23.02.00.4 =4.8kN 总墙重：（7.86.63.02.02）5.24 =206.875kN 总重：1.2（206.8754.8）=254.01kN右面墙重： 7.83.05.241.2 =147.14kN 则：G2=254.0149.5 =303.51kN G3=49.5286.07 =335.57kN G4=8.1147.14 =155.24kN2、内力计算（计算简图如下）：柱：500500 取 EI1 =1 300300 取 EI1 =0.135主梁：300600 取 EI1 =0.9641）计算分派系数结点B： 转动刚度： 弯矩分派系数： 结点D： 转动刚度： 弯矩分派系数： 2）锁住B、D点求各杆的固端弯矩 3）弯矩分派放松结点D（此时节点B仍被锁住），按单结点问题进行分派和传递；结点D的约束力矩为295.23kNm。放松结点D，等于在结点D新加力偶载295.23kNm，DB、DE两杆的相应分派力矩为：0.719（295.23）=212.27kNm 0.281（295.23）=82.96kNm 杆DB传给B端的传递力矩为： 杆DE传给E端的传递力矩为： 通过传递结点力矩很明显没有平衡，重新锁住D点，放松B点： 结点B的约束力矩为212.2782.96=318.405kNm，放松B点，等于在结点B新加一力偶318.405kNm。 BA、BC、BD杆分派力矩为：318.4050.125=39.80kNm 318.4050.497=158.247kNm 318.4050.378=120.357kNm传递力矩为：39.80（1）=39.80kNm 158.247=79.124kNm 120.357=60.179kNm4）进行第二个循环再次放松结点D（此时结点B仍被锁住）按单结点问题进行分派和传递；结点D的约束力矩为60.179kNm,在结点D新加一个力偶（60.179kNm），则DB、DE两杆分派力矩为：0.719（60.179）=43.269kNm 0.281（60.179）=14.022kNm 杆DB传给B端的传递力矩为：杆DE传给E端的传递力矩为：重新锁住结点D放松结点B，B点力矩为（21.635 kNm），加一个力偶21.635 kNm，则：BA、BC、BD三杆的分派力矩为：21.6350.125 =2.704 kNm 21.6350.497 =10.753 kNm 21.6350.378 =8.178 kNm 传递力矩为：2.704（1）=2.704 kNm 10.753=5.377kNm 8.178=4.089kNm5）继续循环（不再叙述，以下全为图形表达）：图3.1 荷载竖向弯矩图 VB6.6213.953106.977=0VB =48.63kNVB = VC =48.63kN VD3.052.713105.724 =0 VB =52.81kN VD = VE =52.81kNVB=263.17kN105.724267.765VD8.372=0VD=224.45kN 图3.2 恒载竖向剪力图 图3.3 恒载竖向轴力图 二、活载(竖向)计算：1、荷载记录：屋盖均部荷载：雪荷载： 看台活荷载：计算简图如下所示：1）计算分派系数结点B： 转动刚度： 弯矩分派系数： 结点D： 转动刚度： 弯矩分派系数： 2）锁住B、D点求各杆的固端弯矩 3）弯矩分派 图3.4 活载竖向弯矩图 VC6.639.44778.893=0 VC =16.44kN VB = VC =16.44kN VE3.019.49338.985 =0 VE =19.49kNVD = VE =19.49kNVB=112.60kN38.98598.737VD8.37=0VD=98.32kN 图3.5 活载竖向剪力图 图3.6 活载竖向轴力图三、水平风荷载计算： 受力组合分析图： （1） （2） （3） （4）1、荷载记录：建筑物高度30m，所以,体型系数如图中所示（为压力，为吸力）。由于本建筑位于江西大学校园，地处市郊区，按B类地面查表高度为15m出。已知。 2、（1）号组合计算：计算简图如下所示：计算分派系数结点B： 转动刚度： 弯矩分派系数： 结点D： 转动刚度： 弯矩分派系数： 锁住B、D点求各杆的固端弯矩 力矩分派： 图3.7 （1）组合弯矩图 VB=-13.28kN17.53RA6.6=0RA=7.97kNVC=10.63kN17.5317.53VB6.6=0VB=10.63kN VD8.37=0 VD =0kN VB = VD =0kN VE4.2=0 VE =0kN VD = VE =0kN